Aktivált szén, más néven aktivált faszén vagy aktivált char. Ez egy fekete poros vagy szemcsés szén anyag. Az aktivált szén egy porózus szén, alacsony csomagolási sűrűséggel és nagy specifikus felületgel, mivel a mikrokristályos szén szabálytalan elrendezése és a pórusok jelenléte a keresztkapcsolatok között, ami az aktiválás során szénszerkezeti hibákat okozhat. Ez a fő anyag a szűrők készítéséhez is.
Aktivált szén előállítása
Az aktivált szén fő nyersanyagai szinte minden szerves anyag nagy tartalommal rendelkezhet, mint például szén, fa, gyümölcshéj, kókuszdió -héj, dióhéj, barackhéj, jujube -héj stb. Ezeket a széntartalmú anyagokat pirolízis révén magas hőmérsékleten és bizonyos nyomáson keresztüli nyomáson keresztül átalakítják az aktiváló kemencében. Ezen aktiválási folyamat során fokozatosan egy hatalmas felület és komplex pórusszerkezet alakul ki, és az úgynevezett adszorpciós folyamat ezekben a pórusokban és a felületen zajlik. Az aktivált szén pórusainak mérete szelektív adszorpciós hatással van az adszorbátra, mivel a nagy molekulák nem léphetnek be az aktivált szén pórusaiba, amelyek kisebbek, mint a pórusai. Az aktivált szén egy hidrofób adszorbens, amelyet magas hőmérsékletű karbonizációval és olyan anyagok aktiválásával állítanak elő, amelyek elsősorban a széntartalmú alapanyagokat tartalmaznak. Az aktivált szén nagyszámú mikropórot tartalmaz, és hihetetlenül nagy felülete van, amely hatékonyan képes eltávolítani a színt és a szagot. A szekunder szennyező anyagokból és a mérgező nehézfémekből, beleértve a mérgező nehézfémeket is eltávolíthatja a legtöbb szerves szennyező anyagot.
Az aktivált szén elve
1. Szűrési elv
Az aktivált szénszűrő a szuszpendált szennyező anyagok vízben történő elfogásának folyamata, és az elfogott szuszpendált szilárd anyagok kitöltik az aktivált karbonok közötti rést. A szűrőréteg pórusmérete és porozitása az aktivált szén anyag részecskeméretével növekszik. Minél durvabb az aktivált szén részecskemérete, annál nagyobb a hely, amely képes befogadni a szuszpendált szilárd anyagokat. Fokozott szűrési képességként, megnövekedett szennyezőanyag -tartási képességként és nagyobb lehallgatási kapacitásként teljesít. Ugyanakkor minél nagyobb a pórusok az aktivált szénszűrő rétegben, annál a mélyebb szuszpendált szilárd anyagok szállíthatók az aktivált szénszűrő következő rétegébe. A megfelelő védő vastagság mellett a szuszpendált szilárd anyagok elfoghatók, lehetővé téve a szűrőréteg középső és alsó rétegeinek jobb lejátszását és az egység lehallgatási képességének növelését.
Általánosságban elmondható, hogy az aktivált szén a szuszpendált szilárd anyagok elfogására az aktivált szén által biztosított felületről származik. Ha az áramlási sebesség alacsony, az egység szűrési kapacitása elsősorban az aktivált szén szűrési hatásáról származik, míg ha az áramlási sebesség gyors, a szűrési képesség az aktivált szénrészecskék felületére gyakorolt adszorpciós hatásból származik. A szűrési eljárás során minél nagyobb a részecskék felülete, amelyet az aktivált szén biztosít, annál erősebb a tapadás a vízben a szuszpendált szilárd anyagokhoz.
2. Adszorpciós elv
Az aktivált szénmolekulák és a szennyezőanyag -molekulák közötti különféle erők szerint az adszorpciós folyamat során az adszorpció két kategóriába sorolható: fizikai adszorpció és kémiai adszorpció (más néven aktív adszorpció). Az adszorpciós folyamat során, amikor az aktivált szénmolekulák és a szennyezőanyag -molekulák közötti kölcsönhatási erő van der Waals erő (vagy elektrosztatikus vonzerő), azt fizikai adszorpciónak nevezzük; Ha az aktivált szénmolekulák és a szennyezőanyag -molekulák közötti kölcsönhatási erő kémiai kötés, akkor azt kémiai adszorpciónak nevezzük. A fizikai adszorpció adszorpciós szilárdsága elsősorban az aktivált szén fizikai tulajdonságaihoz kapcsolódik, és kevés köze van az aktivált szén kémiai tulajdonságaihoz. A gyenge Van der Waals erő miatt kevés hatással van a szennyező anyag molekulák szerkezetére. Ez az erő hasonló az intermolekuláris kohézióhoz, így a fizikai adszorpció analógálható kondenzációs jelenségként. A szennyező anyagok kémiai tulajdonságai változatlanok maradnak a fizikai adszorpció során.
Az erős kémiai kötések miatt a kémiai adszorpció jelentős hatással van a szennyezőanyag -molekulák szerkezetére. Ezért a kémiai adszorpció kémiai reakciónak tekinthető, amely a szennyező anyagok és az aktivált szén kémiai kölcsönhatásának következménye. A kémiai adszorpció általában az elektronpár megosztását vagy az elektronátvitelt, nem pedig az egyszerű perturbációt vagy a gyenge polarizációt foglalja magában, és ez egy visszafordíthatatlan kémiai reakció folyamat. A fizikai adszorpció és a kémiai adszorpció közötti alapvető különbség abban az erőben rejlik, amely adszorpciós kötéseket generál.
Az adszorpciós folyamat az a folyamat, amelyben a szennyező anyag molekulákat szilárd felületre adszorbeálják, és a molekulák szabad energiája csökken. Ezért az adszorpciós folyamat exoterm folyamat, és a felszabadult hőt a szennyező anyag adszorpciós hőjének nevezzük ezen a szilárd felületen. A fizikai adszorpció és a kémiai adszorpció különböző erői miatt bizonyos különbségeket mutatnak az adszorpciós hő, az adszorpciós sebesség, az adszorpciós aktiválási energia, az adszorpciós hőmérséklet, a szelektivitás, az adszorpciós rétegek és az adszorpciós spektrumok között.
Az aktivált szén -adszorpciós technológiát alkalmazták az olyan iparágak finomításához és elpusztításához, mint például a gyógyszerek, vegyi anyagok és élelmiszerek sok éven át. Az 1970 -es években kezdték el az ipari szennyvízkezeléshez. A termelési gyakorlat kimutatta, hogy az aktivált szén kiváló adszorpciós tulajdonságai vannak a vízben lévő nyomkövetési szerves szennyező anyagok számára, és jó adszorpciós hatással van az ipari szennyvízre, például a textilnyomtatásra és a festésre, a festékvegyházakra, az élelmiszer -feldolgozásra és az ökológiai vegyiiparra. Általánosságban az átfogó mutatók, például a BOD és a COD szennyvíz, például szintetikus színezékek, felületaktív anyagok, fenolok, benzolok, szerves klór, peszticidek és petrolkémiai termékek által képviselt szerves vegyületek egyedi eltávolítási képességekkel rendelkeznek. Ezért az aktivált szén -adszorpció fokozatosan az ipari szennyvíz másodlagos vagy tercier kezelésének egyik fő módszerévé vált.
Az adszorpció egy lassú folyamat, amelyben az anyag ragaszkodik egy másik anyag felületéhez. Az adszorpció egy interfészi jelenség, amely a felületi feszültség és a felületi energia változásaihoz kapcsolódik. Két hajtóerőt okoznak adszorpciót, az egyik az oldószer víz taszító ereje a hidrofób anyagokra, a másik a szilárd anyagok affinitás vonzása az oldott anyagokra. Az adszorpció a szennyvízkezelésben többnyire e két erő együttes hatása. Az aktivált szén specifikus felülete és pórusszerkezete közvetlenül befolyásolja annak adszorpciós képességét. Az aktivált szén kiválasztásakor azt a szennyvíz vízminőségén alapuló kísérletekkel kell meghatározni. Javasoljuk, hogy válasszon faszenet a fejlett átmeneti pórusokkal a nyomtatáshoz és a festési szennyvízhez. Ezenkívül a hamutartalomnak is van hatása, minél kisebb a hamutartalom, annál jobb az adszorpciós teljesítmény; Minél közelebb van az adszorbát molekulák mérete a szén pórusátmérőjéhez, annál könnyebben adszorbeálható; Az adszorbát koncentrációja szintén befolyásolja az aktivált szén adszorpciós képességét. Egy bizonyos koncentrációs tartományon belül az adszorpciós kapacitás növekszik az adszorbát koncentráció növekedésével. Ezenkívül a víz hőmérséklete és a pH -érték szintén összefüggenek. Az adszorpciós kapacitás csökken a víz hőmérsékletének növekedésével.
